Self-Oscillations in Dynamic Systems: A New Methodology via Two-Relay Controllers

ویرایش: 1 
نویسندگان: Luis T. Aguilar,  Igor Boiko,  Leonid Fridman,  Rafael Iriarte (auth.)  
سری: Systems & Control: Foundations & Applications 
ISBN (شابک) : 9783319233024, 9783319233031 
ناشر: Birkhäuser Basel 
سال نشر: 2015 
تعداد صفحات: 163 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 3 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 61,000



این مونوگراف یک الگوریتم کنترل دو رله ساده و کارآمد را برای تولید نوسانات خود تحریک شده با دامنه و فرکانس دلخواه در سیستم های دینامیکی ارائه می دهد. کنترل کننده دو رله که توسط نویسندگان توسعه داده شده است از دو رله تشکیل شده است که توسط بازخورد دریافتی از یک سیستم خطی یا غیر خطی سوئیچ می شوند و نشان دهنده رویکرد جدیدی برای خود تولید حرکات دوره ای در سیستم های مکانیکی ضعیف است.

دو روش برای اطمینان از استحکام الگوریتم های کنترل دو رله در قسمت دوم بررسی شده است، یکی بر اساس ترکیب کنترل کننده حالت لغزشی مرتبه بالا و بک استپینگ، و دیگری بر اساس بازسازی عدم قطعیت ها مبتنی بر حالت های لغزشی مرتبه بالاتر و جبران آنها که در آن تحلیل پایداری خطای ردیابی مبتنی بر لیاپانوف استفاده می شود. در نهایت، بخش سوم کاربردهای تولید خود نوسانی توسط یک کنترل دو رله با آونگ Furuta، آونگ چرخ، ربات 3-DOF کم عمل، هلیکوپتر آزمایشگاهی 3-DOF و مدارهای الکترونیکی فاز ثابت را نشان می‌دهد.

< p>خود نوسانات در سیستم های دینامیکی برای مهندسان، محققان و دانشجویان فارغ التحصیل که بر روی ردیابی و خود تولید حرکت تناوبی سیستم های الکترومکانیکی، از جمله سیستم های غیر حداقل فاز کار می کنند، جذاب خواهد بود. همچنین برای ریاضیدانانی که روی تجزیه و تحلیل راه حل های دوره ای کار می کنند، جالب خواهد بود.

This monograph presents a simple and efficient two-relay control algorithm for generation of self-excited oscillations of a desired amplitude and frequency in dynamic systems. Developed by the authors, the two-relay controller consists of two relays switched by the feedback received from a linear or nonlinear system, and represents a new approach to the self-generation of periodic motions in underactuated mechanical systems.

The first part of the book explains the design procedures for two-relay control using three different methodologies – the describing-function method, Poincaré maps, and the locus-of-a perturbed-relay-system method – and concludes with stability analysis of designed periodic oscillations.

Two methods to ensure the robustness of two-relay control algorithms are explored in the second part, one based on the combination of the high-order sliding mode controller and backstepping, and the other on higher-order sliding-modes-based reconstruction of uncertainties and their compensation where Lyapunov-based stability analysis of tracking error is used. Finally, the third part illustrates applications of self-oscillation generation by a two-relay control with a Furuta pendulum, wheel pendulum, 3-DOF underactuated robot, 3-DOF laboratory helicopter, and fixed-phase electronic circuits.

Self-Oscillations in Dynamic Systems will appeal to engineers, researchers, and graduate students working on the tracking and self-generation of periodic motion of electromechanical systems, including non-minimum-phase systems. It will also be of interest to mathematicians working on analysis of periodic solutions.

Front Matter....Pages i-xiv
Introduction....Pages 1-16
Front Matter....Pages 17-17
Describing Function-Based Design of TRC for Generation of Self-Oscillation....Pages 19-37
Poincaré Map-Based Design....Pages 39-52
Self-Oscillation via Locus of a Perturbed Relay System Design (LPRS) ....Pages 53-64
Front Matter....Pages 65-65
Robustification of the Self-Oscillation via Sliding Modes Tracking Controllers....Pages 67-80
Output-Based Robust Generation of Self-Oscillations via High-Order Sliding Modes Observer....Pages 81-88
Front Matter....Pages 89-89
Generating Self-Oscillations in Furuta Pendulum....Pages 91-98
Three Link Serial Structure Underactuated Robot....Pages 99-107
Generation of Self-Oscillations in Systems with Double Integrator....Pages 109-119
Fixed-Phase Loop (FPL)....Pages 121-135
Back Matter....Pages 137-158